Abstrakti
Supramolekyylikemian, itsejärjestymisen ja luontoa imitoivien lähestymistapojen kehittyminen on mahdollistanut hyvin määriteltyjen, hierarkkisten ja funktionaalisten nanomateriaalien valmistuksen. Luonnossa lähes täydelliset makromolekyylit ja järjestyneet materiaalit muodostuvat yksinkertaisista rakenneosista miedoissa olosuhteissa. Materiaalitutkimukseen nämä biomateriaalit tuovat uutta täsmällisyyttä, monimuotoisuutta ja toiminnallisuutta. Väitöskirjassa osoitetaan, kuinka biologiset ja synteettiset orgaaniset materiaalit voidaan yhdistää hybridimateriaaleiksi hyödyttäen lääketiedettä ja komposiittitutkimusta.
Julkaisussa I valmistettiin monivalentteja, pelkistämällä hajotettavia disulfidisidoksia sisältäviä dendroneita ja tutkittiin niiden kykyä sitoa DNA:ta ionisilla vuorovaikutuksilla ja vapauttaa se ulkoisen signaalin avulla. Dendronien affiniteetti DNA:ta kohtaan riippui niiden valenssista, ja pelkistys vapautti DNA:n nopeasti. Menetelmä voi tehostaa geeniterapiaa, jossa solujen pelkistävä ympäristö hajottaa DNA-dendroni –kompleksit.
Julkaisussa II pelkistettäviä ja valon avulla hajotettavia dendroneita käytettiin DNA-origamien muodostumisen hallintaan. Origamien rakenneosien sitominen dendroneilla esti niiden itsejärjestymisen, joka voitiin käynnistää hajottamalla dendronit ulkoisilla signaaleilla. Lisäksi dendronit kokosivat ja vapauttivat hallitusti kokonaisia origameja.
Julkaisu III tutki anionisten, ikosaedrin muotoisten virusten ja amfifiilisten Janus-dendrimeerien järjestymistä. Dendrimeerien rakenteiden ja elektrolyyttikonsentraatioiden säätely tuotti superhiloja pintakeskisellä kuutiollisella kiderakenteella. Luonnossa esiintyviä inkluusiokappaleita muistuttavat kiteet voivat edesauttaa niiden tutkimusta.
Julkaisussa IV kationista polymeeriä oksastettiin sauvamaisten selluloosan nanokiteiden pinnalta. Geeninsiirtoa tehostavia peptidikuituja muistuttavat kationiset selluloosakiteet sitoivat anionisia viruksia tehokkaasti ja mahdollistivat niiden eristämisen liuoksesta. Komplekseista virukset voidaan siirtää jatkotutkimuksiin tai vapauttaa nostamalla elektrolyyttikonsentraatiota.
Julkaisussa V selluloosan nanokiteisiin liitettiin hydrofobisia, ristisilloitettavia alkyyliketjuja, ja niillä vahvistettiin synteettistä kumia. Nanokiteet järjestyivät kosteutta hylkivissä komposiiteissa suurissa pitoisuuksissa biomimeettisiksi orientoituneiksi ja hierarkkisiksi kerrosrakenteiksi. Nanokiteiden määrän kasvaessa komposiittien jännitys-venymä –käyrä muuttui äkillisesti kumimaisesta lähes lineaariseksi, kimmokertoimen kasvaessa lähes kaksi kertaluokkaa.
Julkaisun otsikon käännös | Bio-orgaanisten hybridirakenteiden tutkimuksia |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-60-5971-6 |
Sähköinen ISBN | 978-952-60-5972-3 |
Tila | Julkaistu - 2014 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- biohybridimateriaali
- virus
- nanokiteinen selluloosa
- dendroni
- dendrimeeri
- komposiitti